Gấp lắm, xin hãy giải thích sự thay đổi về tốc độ dòng chảy của chất lỏng trong cùng một đường ống ở các mức áp suất khác nhau
Thread Content
Theo công thức F = ma, ta có P = F/S = kg·m/s² ÷ m² = kg/m·s². Còn vận tốc v thì được tính bằng v = m/s. Nhìn như vậy thì hai yếu tố này không có mối liên hệ tất yếu nào cả. Tuy nhiên, trong cuộc sống, người ta thường cảm thấy rằng với cùng đường kính ống, dưới áp suất 10 kg thì tốc độ dòng chảy của chất lỏng sẽ nhanh hơn so với khi áp suất chỉ là 2 kg ？ ？ ？
Chắc hẳn tốc độ dòng chảy sẽ cao khi chênh lệch áp suất giữa hai đầu lớn. Dù có áp lực 10kg, nếu bạn không mở van để cho chất lỏng chảy ra, thì nó cũng sẽ không chảy được ； Ở áp suất 2kg, bạn buông nó ra, ví dụ như để nó xả hơi, tốc độ dòng chảy cũng được.
Ý của bạn là, ở cùng đường kính ống, áp suất chênh lệch càng lớn thì tốc độ dòng chảy càng nhanh phải không? Tôi cứ không tìm thấy công thức nào có thể hỗ trợ cho lý thuyết này?
Trong điều kiện lý tưởng, ống dẫn không gặp phải bất kỳ sự cản trở nào. Khi không có sự chênh lệch áp suất, nước sẽ tiếp tục di chuyển với tốc độ ban đầu của mình. Nhưng trong thực tế, các đường ống sẽ gặp phải sức cản, vì vậy chúng ta cần sử dụng các thiết bị tăng áp như máy bơm tuần hoàn để tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa các chất lỏng, từ đó giúp vượt qua sức cản đó. Nếu chỉ có áp lực, giống như tất cả các hệ thống nước tuần hoàn, khi không vận hành máy bơm thì nước sẽ không chảy. Mặc dù áp suất ở phía dưới rất lớn, nhưng giữa các đường ống không tồn tại sự chênh lệch áp suất, hoặc sự chênh lệch áp suất đó không đủ để vượt qua lực hấp dẫn, vì vậy nước không thể chuyển động được. Chỉ khi có chênh lệch áp suất, chất lỏng bên trong ống mới có thể chảy. Nhưng cũng không thể nói rằng chênh lệch áp suất càng lớn thì tốc độ dòng chảy càng cao. Tốc độ dòng chảy phụ thuộc vào mức độ tổn thất áp suất (độ nhám của ống, số lượng các khúc cua, độ nhớt của chất lỏng, v.v.), diện tích lưu thông của ống, cũng như chênh lệch độ cao. Với các điều kiện khác không thay đổi, áp suất chênh lệch càng lớn thì tốc độ dòng chảy càng lớn, nhưng mối quan hệ này không phải là tỷ lệ thuận.
Ống DN100, chất lỏng là hơi nước với áp suất 1,0 MPa, lưu lượng 20 m³/h; còn với hơi nước có áp suất 0,2 MPa thì lưu lượng cũng vẫn là 20 m³/h. Liệu tốc độ dòng chảy có khác nhau không? Tốc độ dòng chảy tất nhiên vẫn giống nhau, áp suất thì khác nhau, nhưng lưu lượng khối lượng thì khác nhau.
Sử dụng định luật thứ hai của Newton để tính toán, rồi dùng các đơn vị đo lường để xác định mối quan hệ, điều này vốn dĩ không có bất kỳ cơ sở khoa học nào cả. Về ảnh hưởng của chênh lệch áp suất ở hai đầu ống đến tốc độ dòng chảy, có thể sử dụng phương trình Bernoulli để xác định
Hãy xem phương trình Bernoulli là bạn sẽ hiểu ngay
Năng lượng áp suất + năng lượng động năng + năng lượng vị trí = CONST. Khi năng lượng áp suất giảm, năng lượng động năng chắc chắn sẽ tăng lên.
Phương trình Bernoulli ơi: victory:
Nhìn quanh một vòng, vẫn cảm thấy bối rối. Nếu chuyển đổi thành dạng phổ biến thì sẽ dễ hiểu hơn